Xử lý sinh học các hợp chất Phospor và kim loại pdf

Thải loại Yếm khí Hiếu khí Vi sinh vật sinh trường sẽ hấp thụ lượng phospho cao hơn mức bình thường trong tế bào vi sinh vật 2-7%, làm giảm phospho trong môi trường.. Loại bỏ hợp chất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG

GVHD: T.S Trương Thanh Cảnh

Nhóm thực hiện: Nhóm 3

Xử lý kim loại trong nước bằng PP sinh học

Xử lý phosphor trong nước bằng PP sinh học Giới thiệu nước thải nhiễm phosphor và kim loại

Kết luận và ý kiến đề xuất

NỘI

DUNG

PHOSPHO TRONG NƯỚC

THẢI

Phosphat đơn (PO4 3-)

Polyphosphat

(P2O7)

Hợp chất hữu

cơ chứa phosphat

 Trong đó polyphosphat (P2O7) và hợp chất hữu cơ chứa phosphat chiếm thỉ trọng lớn

-Yếu tố sinh

thái -Nhân tố giới

hạn Phospho

Hàm lượng phospho vượt quá mức giới hạn cho phép có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa gây chết hàng loạt sinh vật trong hồ

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHOSPHO

KIM LOẠI NẶNG

Có tỷ trọng lớn

hơn 5

Khối lượng riêng lớn hơn 5.000 kg/m3 Tích lũy

trong cơ thể sinh vật

Ô nhiễm ở những khu công nghiệp, khai thác khoáng sản,

tp lớn

NƯỚC THẢI NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

Thế nào là :

PP VI SINH

PP THỰC VẬT

XỬ LÝ PHOSPHO BẰNG PP SINH HỌC

Thải loại

Yếm khí

Hiếu khí Vi sinh vật sinh trường sẽ hấp thụ lượng phospho cao hơn mức bình thường trong tế bào vi sinh vật (2-7%), làm giảm

phospho trong môi trường

Loại bỏ hợp chất photpho ra khỏi môi trường nước thải bằng cách tách vi sinh có hàm lượng photpho cao dưới dạng bùn thải hoặc tách

photphat tồn tại trong nước sau khi xử lý yếm khí

bằng biện pháp hóa học

Trong điều kiện yếm khí, với sự có mặt của chất hữu

cơ, lượng phosphat dư lại được thải ra ngoài cơ thể vi

sinh vật dưới dạng photphat đơn

XỬ LÝ PHOSPHO BẰNG PP VI SINH

NGUYÊN TẮC CHUNG

Phương pháp bốn hay năm

bậc

Công nghệ xử lý nước thải có chứa phospho

Gồm 2 pha kị khí

và hiếu khí điển hình

Ứng dụng trên quy mô công nghiệp

Hệ thống gồm 5 bể kế tiếp và một

bể lắng trong

Công nghệ

xử lý có khả năng, đồng thơi loại bỏ BOD, hợp chất nitơ và phospho

Phương pháp hai bậc

Phương pháp

ba bậc

XỬ LÝ PHOSPHO BẰNG PP VI SINH

Nước sau kết tủa

Lắng Hiếu khí

Quá trình bardenpho năm giai đoạn

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

Hiếu khí

Thiếu khí

Hiếu khí

Thiếu khí Yếm

khí

ƯU ĐIỂM

Giảm hoặc không sử dụng hóa

chất kết tủa (Al3+, Fe3+, Ca2+)

và hóa chất phụ trợ dùng trong

quá trình kết tủa (kiềm)

Giảm thiểu sự phát triển của vi sinh dạng sợi tạo điều kiện tốt cho quá trình lắng thứ cấp

Tiết kiệm một phần năng

cơ giảm trong giai đoạn yếm khí

UƯ VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP

NHƯỢC

ĐIỂM

UƯ VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP

 Diễn biến của quá trình vi sinh phức tạp, vấn đề tách loại photpho được quan tâm chưa lâu nên các thông số kỹ thuật dùng trong thiết

kế cũng như các yếu tố ảnh hưởng tản mạn về giá trị thậm chí trái ngược về kết quả, dẫn đến việc tính toán dễ gặp sai sót thể hiện ở khâu vận hành

Kiểm soát điều kiện vận hành cần chặt chẽ sao cho trong vùng yếm khí không tồn tại oxy hòa tan và nitrat

Thủy thực vật sống chìm

Thủy thực vật sống trôi nổi Thủy thực vật

sống nổi

Loài thực vật sinh trưởng trong môi trường nước,

nó có thể gây nên một số bất lợi cho con người do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng

Tuy nhiên lợi dụng chúng để xử lý nước thải

THỦY SINH

THỰC VẬT

XỬ LÝ PHOSPHO BẰNG THỦY SINH THỰC VẬT

Loại Tên thông thường Tên khoa học

Thuỷ sinh thực vật sống chìm Hydrilla Hydrilla verticillata

Water milfoil Myriophyllum

spicatum Blyxa Blyxa aubertii

Thuỷ sinh thực vật sống trôi nổi

trôi nổi

Lục bình Eichhornia crassipes Bèo tấm Wolfia arrhiga

Bèo tai tượng Pistia stratiotes Salvinia Salvinia spp Thuỷ sinh thực vật sống nổi Cattails Typha spp

Bulrush Scirpus spp Sậy Phragmites communis

Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu

XỬ LÝ PHOSPHO BẰNG THỦY SINH THỰC VẬT

NGUYÊN TẮC CHUNG

Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Một lượng chất hưu cơ và dinh dưỡng được sử dụng để sinh vật tổng hợp sinh khối và tạo năng lượng Nhìn chung hợp chất

photpho chuyển hóa và tồn tại trong hệ ngập nước theo chu

trình tự nhiên khép kín, chỉ tách ra khỏi hệ theo sinh khối được thu hoạch Do đó để loại bỏ hợp chất photspho trong nước cần

sử dụng các sinh vật có khả năng hấp thụ photspho cao Do

hiệu suất sinh khôi của các sinh vật là khác nhau nên hiệu quả

xử lý sẻ khác nhau

Các kim loại nặng trong nước

Chì (Pb)

Thủy ngân (Hg)

Asen (As)

Crom (Cr)

Cadimi (Cd )

CÁC KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC CẦN XỬ LÝ

KL nặng Mangan

(Mn)

NGUỒN TỰ NHIÊN

NGUỒN GỐC PHÁT SINH

NGUỒN NHÂN TẠO

 Kim loại trong đất đá ,xâm nhập

vào thủy vực qua quá trình tự nhiên,

phong hóa xói mòn

 Rửa trôi từ nơi khai khoáng và

những vùng đổ bỏ chất thải rắn

Từ ô nhiễm không khí

Nguồn công nghiệp

Nguồn nước thải sinh hoạt

Nguồn nông nghiệp

TÁC ĐỘNG CỦA KIM LOẠI NẶNG

KIM LOẠI NẶNG

CON NGƯỜI TRƯỜNG MÔI

Môi trường

Chuỗi thức

ăn Cơ thể con

người

Quá trình xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể người

TÁC ĐỘNG CỦA KIM LOẠI NẶNG

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG

TRONG NƯỚC THẢI

- Hiện có nhiều quy trình công nghệ để khử KLN ra khỏi nước thải:

PP hóa lý

bay hơi, kết tủa hóa học, trao đổi ion, hấp phụ, màng, điện hoá…

PP sinh học

Sinh vật kỵ khí và hiếu khí, sinh vật thủy sinh, vật liệu

Nhờ khả năng hấp

thụ kim loại năng

trên bề mặt tế bào

→ Thay đổi trạng

thái oxy hóa khử

của kim loại

→ Tách bỏ kim loại

trong nước thải

NGUYÊN TẮC CHUNG

Tách sinh khối chứa kim loại và

xử lý tiếp như đốt hoặc tách thu KL trong sinh khối

Hấp thụ qua

2 cơ chế:

Hấp thụ chủ động

Hấp thu

bề mặt (bị động)

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG

CHỦ YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PP SINH HỌC

• Tảo, nấm, vi khuẩn

• Vi sinh vật phát triển sẽ tích tụ kim loại và làm sạch môi trường

• Quá trình hấp thu gồm 2 giai đoạn: tích tụ và lắng sinh khối

VI SINH

VẬT

• Một cố loài thực vật sống được trong môi trường ô nhiễm KL

nặng và có khả năng hấp thụ và tách kim loại độc hại: Cỏ Vertiver,

cải xoong, cây dương xỉ, cây thơm ổi

• Thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại trong môi trường

• Chỉ xuất hiện trong môi trường bị ô nhiễm bởi kim loại nặng

• Tích lũy kim loại nặng trong cơ thể

SINH VẬT CHỈ THỊ

Đặc trưng

Chỉ được phát hiện trong 1 môi trường có mức ô nhiễm nhất

định

Không xuất hiện trong mức ô nhiễm

khác

Sinh vật chỉ thị ( vd:

Động vật đáy: nghêu, sò,

ốc, hến…)

Ví dụ về sinh vật chỉ thị kim loại

KLN được tích lũy ở loài Hến

Có mặt tự nhiên trong môi trường nước biển

Cá

Vi sinh vật Nguyên tố Lượng tích tụ ( %

khối lượng khô )

0,2

< 0,05 – 0,5 0,7 – 4,4 8-9

8-9 2-14

30

44 3-5 0,22

30

32 34-40 13,5

LƯỢNG TÍCH TỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA MỘT SỐ VSV

(Trích : “Cơ sở công nghệ môi trường-NXB: Khoa học kỹ thuật)

SỰ TÍCH TỤ KIM LOẠI NẶNG BẰNG VSV VÀ TẢO

 Giai đoạn I: Tích tụ các kim loại nặng và sinh khối, làm giảm nồng độ các kim loại này có ở trong nước

sinh khối, vi sinh vật thường lắng xuống đáy bùn

hoặc kết thành mảng nổi trên bề mặt và cần phải lọc hoặc thu sinh khối ra khỏi môi trường nước

HAI GIAI ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ

KIM LOẠI NẶNG Ở VI KHUẨN

•Một số loài thực vật có khả năng hấp thụ và tích các kim loại này trong các bộ phận khác nhau

•Theo tài liệu nghiên cứu, thế giới có ít nhất 400 loài thuộc 45

họ thực vật có khả năng hấp thụ kim loại

•Các loài này là thực vật thân thảo hoặc thân gỗ, có khả năng tích luỹ và không có biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng trăm lần so với các loài bình thường khác

•Thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại trong môi trường

PP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG NHỜ KHẢ NĂNG

HẤP THỤ CỦA THỰC VẬT

MỘT SỐ VẬT LIỆU HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG

Vật liệu hấp thụ kim loại nặng

Cát DIOXIT Mangan

Hạt xúc tác aluwat

Chitin thô 10%

Zeolite

10% (theo

lượng khô)